【CNS前沿文献追踪】 – 提高肿瘤免疫疗法敏感度的新靶点ADAR1

肿瘤免疫疗法前景乐观，科学家们一直在寻找能够调高肿瘤免疫的靶点，此次整理分享的是一个RNA酶ADAR1，敲掉ADAR1对肿瘤免疫有正向作用，具体内容如下：

作者构建了一个基于CRISPR Cas9的筛选平台：让肿瘤细胞表达Cas9，分别导入不同的sgRNA后移植到小鼠上，比较免疫压力下（GVAX或anti PD-1）表达哪些sgRNA的细胞会被“删掉”，删掉则说明缺失这个sgRNA对应的基因后肿瘤对免疫疗法的敏感度可能提高。筛出了ADAR1

开始从功能角度验证筛出来的ADAR1，首先敲掉ADAR1并不影响肿瘤细胞生长

ADAR1缺失后，肿瘤免疫作用增强，小鼠肿瘤生长受抑制、存活时间延长

比较ADAR1缺失后肿瘤微环境的变化，发现CD8 T细胞浸润增加

用流式再看肿瘤微环境，发现对肿瘤免疫正向作用的细胞浸润增加，而负向作用的免疫细胞浸润则减少

免疫组化、流式做完还不过瘾，有对肿瘤微环境内几千个CD45+细胞进行了单细胞测序，也发现敲掉ADAR1后，对肿瘤免疫正向作用的细胞浸润增加，而负向作用的免疫细胞浸润则减少

序测都测了，进一步挖掘数据分析免疫相关基因表达情况，发现ADAR1缺失后免疫反应正向基因表达上升、负向基因表达下调

还发现，ADAR1缺失后，干扰素通路相关基因表达较之前增加

又发现，ADAR1缺失后肿瘤微环境内两型干扰素含量也有所升高。至此综合起来作者发现肿瘤细胞ADAR1缺失后肿瘤微环境发生了一系列利于肿瘤免疫反应的变化

开始往深挖机制，体外将T细胞和肿瘤细胞共培养，发现ADAR1缺失的肿瘤细胞更容易被T细胞杀死，肿瘤细胞因为缺失ADAR1变“怂”了？

ADAR1缺失的肿瘤细胞对IFN更敏感：IFNβ、γ可抑制ADAR1缺失肿瘤细胞生长，诱导其凋亡

ADAR1缺失的肿瘤细胞对IFN更敏感了：相关通路基因表达上调

ADAR1缺失的肿瘤细胞对IFN更敏感了：IFNβ、γ刺激后分泌的IFNβ增加

ADAR1缺失肿瘤细胞再表达ADAR1后，IFNβ分泌增加、生长受抑制的现象消失，再次说明ADAR1和IFN之间的相关性

ADAR1和肿瘤免疫相关，ADAR1和IFN相关，那ADAR1、IFN、肿瘤免疫三者的关系如何？敲掉看看，发现敲掉ADAR1的同时再敲掉ifnar2、ifngr1因ADAR1缺失引起的肿瘤免疫上调消失，暗示IFN是ADAR1缺失引起的肿瘤免疫上调所必须的

ADAR1通过IFN发挥作用，缺失后能提高肿瘤细胞对IFN的敏感度，放射疗法能诱导IFN生成，那么ADAR1缺失细胞应该对放疗敏感，一验证果然如此，从侧面再次说明ADAR1和IFN的相关性，但ADAR1和IFN是怎么联系到一起的呢？

开始摸ADAR1和IFN是如何关联的：ADAR1是个RNA酶，IFN可引起RNA species上调，作者推测ADAR1缺失后没人再来酶解RNA species，这些RNA可激活RNA sensor引起下游信号。首先发现IFNβ刺激后SINE（small interspersed nuclear elements）指数和Hyperediting指数升高，但ADAR1缺失后IFN刺激引起的SINE指数、Hyperediting指数升高现象消失

接着往下缕，发现INF刺激可引起ADAR1和一些RNA sensor表达上调

前面找到sensor了，那这些sensor和IFN引起的ADAR1缺失肿瘤细胞IFN分泌增加、生长受抑制是否存在关联呢？敲掉看看，发现Eifak2（PKR）、Mavs、Ifih1（MDA5）是IFNβ分泌必须的，Eifak2（PKR）是生长抑制必须的

In vivo测试in vitro筛出来的RNA sensor Eifak2（PKR）、Ifih1（MDA5），发现PKR和MDA5只要一个sensor就足以支撑ADAR1缺失引起的提升PD-1单抗疗效的作用，但当两个sensor都被敲掉提高PD-1单抗疗效的作用消失，暗示RNA sensor对ADAR1缺失促进肿瘤免疫反应的必要性

看RNA sensor对免疫细胞浸润的作用，发现单独敲掉Eifak2（PKR）不影响免疫细胞的浸润，单独敲掉Ifih1（MDA5）后ADAR1缺失引起的MDSC（肿瘤免疫负向细胞）浸润减少现象消失，暗示MDA5对免疫细胞浸润调节的重要性

看RNA sensor对细胞因子生成的作用，发现单独敲掉Ifih1（MDA5）后ADAR1缺失引起的细胞因子分泌增加现象消失，暗示MDA5对细胞因子分泌调节的重要性

综合起来，用户归纳了一个模式图：IFN刺激肿瘤细胞后，RNAsensor表达上调、产生RNA species，ADAR1敲掉后，对RNA酶解减少，这些未被酶解的dsRNA激活RNA sensor，促进免疫细胞浸润、抑制肿瘤细胞生长

通路理清了，单独敲掉ADAR1并不是很行，得依附于PD-1单抗，但人家单抗已经上市，自己就挺好，得让上市的药带着自己玩，所以作者造了一个“耐药”的模型：把B2m敲掉，CD8 T就没法杀这样的肿瘤细胞了（PD-1单抗是依赖CD8 T起效 ）

In vivo：在PD-1单抗“不行”的肿瘤模型上，把ADAR1敲掉PD-1就“行”了，JAK突变模型上把ADAR1敲了也“不行”，更说明IFN对ADAR的重要性（IFN通过JAK-SATAT通路起效）

文章找到了一个提高肿瘤免疫敏感度的靶点ADAR1，怎么找到的？靠基于CRISPR Cas9的筛选平台！怎么放大自己的作用的？搭了一个“牛人”PD-1单抗都搞不定的台！所以说：平台很重要，找一个好的展示舞台也重要......

Jeffrey J. Ishizuka, Robert T. Manguso, Collins K. Cheruiyot, Kevin Bi, et al. Loss of ADAR1 in tumours overcomes resistance to immune checkpoint blockade [J]. Natyre, 2018.

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